Analisis Sistem Drainase Untuk Menanggulangi Banjir (Studi Kasus : Jalan Gatot Subroto Depan Makro)

ANALISIS SISTEM DRAINASE UNTUK MENANGGULANGI BANJIR PADA KECAMATAN MEDAN SUNGGAL

(STUDI KASUS : JALAN GATOT SUBROTO DEPAN MAKRO)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh :

MERNI DAMALIA

090404024

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

ABSTRAK

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata -rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5 m sampai dengan 37,5 m dpl. Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat pada ruas jalan tersebut yaitu untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln. Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

Studi pendahuluan dilakukan terlebih dahulu dengan melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah dijadikan dasar dalam penelitian, pengumpulan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian, kemudian data sekunder berupa data yang didapay dari instansi yang berkait yaitu, data curah hujan selama 10 tahun.

Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro, dengan debit rencana di peroleh hasil Q ada Max ≤ Qp rencana, ma ka dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga di perlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat dan mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut.

KATA PENGANTAR

Penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulisan laporan tugas akhir ini yang berjudul “ Analisis Sistem Drainase Untuk Menanggulangi Banjir (Studi Kasus : Jalan Gatot Subroto Depan Makro)’’ dapat diselesaikan dengan baik.

Tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik tingkat sarjana Strata- 1 (S-1) di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.

Dalam kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada kedua Orang tua tersayang, Ibunda Dahliana Harahap dan Ayahanda Amal Hasyim, S.Sos serta adik saya tersayang Reni Andriani dan Ahmad Hanafi Siagian dan seluruh keluarga yang telah berjuang memberikan dukungan, doa, material, immaterial sehingga tugas akhir ini terselesaikan dan semua pihak yang telah memberikan sumbangannya baik berupa bimbingan, bantuan dan dukungan baik material maupun spiritual sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik, terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku sekretaris Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, yang penulis anggap ayah sendiri dan selaku pembimbing yang telah memberikan masukan, saran dan menyediakan

waktu untuk bimbingan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Dr.Ir.Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc, dan Bapak Ivan Indrawan, ST.MT. selaku dosen pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap tugas akhir ini.

5. Bapak dan Ibu staf pengajar yang telah membimbing dan mendidik selama masa studi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak dan Ibu Pimpinan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika yang telah membantu penulis mendapatkan informasi yang dibutuhkan. 7. Terima kasih penulis ucapkan sebesar-besarnya kepada kakanda Riza

Inanda Siregar, ST.MT yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Sahabat Seperjuanganku Hannawiyah Harahap, dan Sahabat Tersayang Sri Wahyuni Sebayang, Atina Rezki Lubis, Hisbulloh Nasution yang tak ada henti-hentinya memberikan dukungan, motivasi, Semangat dan masukan telah banyak membantu penulis dalam diskusi dan ilmu nya yang sangat bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Terima Kasih untuk teman yang terkasihi Ryan Pramana, buat semua yang sudah diberikan kepada penulis. Apapun itu, Terima Kasih.

10.Teman-teman Sipil 2009, M.Reza, Septian Ivandri Pramana, Nita F, M.Rizky, Ihsanuddin S, A.Prima, Putri, Afriansyah, Alfiansyah, Gunawan, Dicky, Bambang, Khairun, Agus, M.Taufik, Raja Fahmi, yang selalu

memotivasi agar selalu cepat dalam mengerjakan tugas dan adik-adik 2012 Muis, Wahyudi (Acong) yang udah bantu ngukur dan semua Teman-teman dan adik-adik yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu terima kasih atas bantuannya selama ini.

11.Sahabat Terbaik ku Novita Wulandari, terima kasih atas semua motivasi, bantuan, dukungannya. Terima kasih banyak

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis sangat mengharapkan sumbangan pemikiran dan saran dari pembaca demi kesempurnaan tugas akhir ini

Sebagai penutup, penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2014 Penulis

Merni Damalia 09 0404 024

DAFTAR ISI

ABSTRAK ……… i

KATA PENGANTAR ………... ii

DAFTAR ISI ………. v

DAFTAR GAMBAR ………... viii

DAFTAR TABEL ………...……… ix

DAFTAR NOTASI ………. xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……… 1

1.2 Perumusan Masalah……… 3

1.3 Pembatasan Masalah………... 4

1.4 Tujuan………. 4

1.5 Manfaat Penulisan………... 4

1.6 Metode Pengumpulan Data………. 4

1.7 Sistematika Penulisan……….. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum………. 7

2.2 Banjir………..….... 9

• Faktor Penyebab Banjir……… 9

2.3 Analisis Hidrologi………. 11

2.3.1 Siklus Hidrologi ………... 11

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan……….... 12

1. Distribusi Normal……… 12

3. Distribusi Log Person III……… 16

4. Distribusi Gumbel………... 18

2.3.3 Waktu Konsentrasi……….... 21

2.3.4 Analisis Intensitas Curah Hujan……….... 23

2.3.5 Koefisien Limpasan (Runoff) ………... 24

2.3.6 Luas Daerah Pengaliran (A) ………... 25

2.3.7 Analisa Debit Rencana…….………... 26

2.4 Analisa Hidraulika…………....……….... 28

2.4.1 Saluran Terbuka……….... 28

2.4.2 Saluran Tertutup……… 31

2.4.3 Dimensi Saluran……….... 32

BAB III METEODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ……...………... 34

3.2 Metode dan Tahapan Penelitian….………... 35

3.3 Rancangan Penelitian….………... 35

3.4 Pelaksanaan Penelitian………...…………... 36

3.5 Prosedur Penelitian………... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data………... 40

4.2 Analisis Hidrologi………..………... 43

4.2.1 Analisa Frekuensi Curah Hujan……….... 43

4.2.2 Koefisien Aliran Permukaan………... 56

4.3Analisa Debit Rencana…….………... 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan……….….. 71

5.2 Saran………...……….. 72

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Hidrologi……… 12

Gambar 2.2 Penampang Persegi panjang………... 34

Gambar 2.3 Penampang saluran Trapesium………..……...… 35

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian………... 39

Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian………... 42

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang.,………..… 59

Gambar 4.2 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 1…… 70

Gambar 4.3 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 2…… 71

Gambar 4.4 Penampang Saluran Drainase Berbentuk Trapesium Titik 3….... 72

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting………..15

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss...16

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Person III...19

Tabel 2.4 Reduced Mean, Yn...22

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn...23

Tabel 2.6 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel...24

Tabel 2.7 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan………...25

Tabel 2.8 Harga n untuk Rumus Manning………....26

Tabel 2.9 Koefisien Pengaliran (C)………...29

Tabel 2.10 Koefisien Kekasaran Manning………..38

Tabel 2.11 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan………...38

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian………...43

Tabel 4.1 Pembagian Ukuran Drainase yang diteliti……….44

Tabel 4.2 Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum……….46

Tabel 4.3 Analisis Curah Hujan Distribusi Normal...47

Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal...49

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal...50

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal...52

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III...53

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III....55

Tabel 4.9 Analisis Curah Hujan Distribusi Gumbel...56

Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Gumbel...58

Tabel 4.12 Koefisien Pengaliran (C)………...60

Tabel 4.13 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan………...62

Tabel 4.11 Perhitungan Waktu Konsentrasi (jam)... 64

Tabel 4.12 Perhitungan Intensitas Curah Hujan (mm/jam)………...66

Table 4.13 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan………...67

Tabel 4.14 Perhitungan Debit Rencana (m3/detik)………...68

Tabel 4.15 Analisa Kapasitas Penampang Saluran………...74

Tabel 4.16 Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana………...75

DAFTAR NOTASI

XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T Tahun X = nilai rata-rata hitung variat

S = deviasi standar nilai variat

ABSTRAK

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal.

Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata -rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5 m sampai dengan 37,5 m dpl. Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat pada ruas jalan tersebut yaitu untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln. Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

Studi pendahuluan dilakukan terlebih dahulu dengan melakukan studi pustaka yang berasal dari buku, jurnal dan catatan kuliah dijadikan dasar dalam penelitian, pengumpulan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian, kemudian data sekunder berupa data yang didapay dari instansi yang berkait yaitu, data curah hujan selama 10 tahun.

Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro, dengan debit rencana di peroleh hasil Q ada Max ≤ Qp rencana, ma ka dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga di perlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat dan mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kota Medan yang menyandang status sebagai pusat pemerintahan, pusat pertumbuhan ekonomi dan pusat pembangunan di Provinsi Sumatera Utara menuntut kota ini untuk terus berkembang. Seiring dengan itu tentunya dibutuhkan dukungan sarana-prasarana infrastruktur yang memadai. Pertumbuhan kota dan perkembangan industri menimbulkan dampak yang cukup besar pada siklus hidrologi sehingga berpengaruh besar terhadap sistem drainase perkotaan.

Kecamatan Medan Sunggal adalah salah satu dari 21 denga penduduk sebesar 103.803 jiwa. Luasnya adalah 15,44 km² dan kepadatan penduduknya adalah 6.722,99 jiwa/km². Kecamatan Medan Sunggal merupakan salah satu kecamatan yang terletak dalam wilayah Pemerintah Kota Medan. Daerah ini terdiri dari pertokoan, perkantoran dan pemukiman atau perumahan yang relatif padat. Kondisi topografi daerah ini termasuk kategori sangat landai dengan kemiringan rata -rata 0,00033 ketinggian yang berkisar antara 2,5 m sampai dengan 37,5 m di atas permukaan air laut diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum Kota Medan. Kota Medan secara geografis terletak di antara 2207'-2 47' Lintang Utara dan 980 35'-98 44' Bujur Timur. Posisi Kota Medan ada di bagian Utara Propinsi Sumatera Utara dengan topografi miring ke arah Utara dan berada

pada ketinggian tempat 2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Luas wilayah Kota Sunggal ini berdekatan dengan Daerah Aliran Sungai Belawan.

Oleh karena itu dalam kajian ini yang akan dibahas kondisi dari saluran drainase yang terdapat di ruas jalan tersebut. Diangkatnya permasalahan tersebut karena genangan yang terjadi di kawasan jalan tersebut sangatlah dipengaruhi oleh kondisi dari kapasitas saluran drainase. Beberapa dari titik-titik genangan yang ada merupakan daerah cekungan sehingga sulit untuk mengalirkannya dengan konsep drainase sederhana, dengan tingkat kesulitan yang tinggi biasanya menelan biaya yang relatif cukup besar, masyarakat masih menganggap bahwa badan air merupakan tempat pembuangan sampah, sampah dibuang sembarangan di jalan dan kemudian dibawa air hujan masuk ke saluran, air menjadi kotor dan saluran menjadi penuh sampah, tersumbat dan meluap pada musim hujan, penyerobotan lahan umum, bantaran sungai, saluran drainase jalan raya, bangunan liar untuk tempat tinggal maupun kios jualan, mengakibatkan penampang sungai/ saluran berkurang, bukaan/ lubang di sisi-sisi jalan yang berfungsi untuk menampung dan menyalurkan limpasan air hujan yang berada sepanjang jalan menuju ke saluran (Street Inlet) yang tidak terawat dengan baik sehingga menyulitkan air untuk mengalir dari jalan menuju saluran yang ada. Secara khusus penyebab terjadinya banjir/ genangan periodik maupun genangan permanen pada sistem drainase Kota Medan adalah kurangnya saluran induk yang melayani sistem drainase makro Kota Medan, sedangkan saluran-saluran induk yang ada sekarang ini beberapa diantaranya dalam kondisi yang terlalu dangkal sehingga sulit untuk menarik air dari daerah sekitarnya.

Permasalahan yang terjadi pada sistim drainase Kota Sunggal yaitu setiap tahunnya selalu tergenang air, khususnya pada musim penghujan. Pada sejumlah saluran drainase, baik yang ada dalam lingkungan rumah penduduk maupun saluran induk begitu hujan besar terjadi air meluap keluar dan menggenangi ruas jalan. Faktor yang mempengaruhi daya tampung air tersebut, salah satunya adalah banyak saluran yang sudah menebal endapan lumpurnya, ada juga saluran yang sudah tertimbun dengan sampah sehingga air tidak leluasa mengalir dan saluran drainase yang rusak atau tidak berfungsi lagi. Hal ini banyak terlihat pada daerah pemukiman penduduk khususnya baik karena beban material lainnya diatasnya dan ada juga disebabkan karena disengaja, seperti pintu masuk ke rumah atau pertokoan penduduk.

1.2 Perumusan Masalah

Dengan memperhatikan permasalahan – permasalahan yang terjadi serta dampak yang di timbulkan bagi manusia dan lingkungan sekitar, maka permasalahan dalam kajian ini dapat di rumuskan sbb :

1. Bagaimana debit aliran pada saluran eksisting berdasarkan data curah hujan selama 10 tahun dimulai dari tahun 2003 sampai tahun 2012?

2. Pengukuran terhadap dimensi saluran drainase, berapa kapasistas aliran maksimum yang dapat ditampung?

1.3 Pembatasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Batasan masalah yang ditinjau dari penulisan tugas akhir ini adalah

1. Lokasi penelitian yang akan ditinjau pada penulisan ini adalah drainase Jalan Gatot Subroto Depan Makro, Kecamatan Medan Sunggal

2. Perhitungan debit banjir rencana yang didasarkan pada analisa hidrologi dari data curah hujan yang ada

3. Perhitungan kapasitas saluran drainase eksisting dan membandingkannya dengan debit banjir hasil analisa.

1.4 Tujuan

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis debit aliran pada saluran drainase dan mengevaluasi kondisi dari penampang saluran drainase yang terdapat di kawasan Jln.Gatot Subroto Depan Makro, membandingkan antara Qrencana dengan Q yang ada dilapangan untuk mengetahui daerah mana yang memenuhi syarat dan tidak termasuk daerah genangan atau banjir.

1.5 Manfaat Penulisan

Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai bahan evaluasi untuk menghindari dampak banjir pada kota Medan khususnya kecamatan Medan Sunggal akibat genangan air hujan yang merugikan. 1.6 Metode Pengumpulan Data

Dalam penyusunan tugas akhir ini dilakukan beberapa cara untuk dapat mengumpulkan data, yang dapat mendukung tugas akhir ini terselesaikan dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan antara lain :

1. Data Primer

Untuk memperoleh data primer yang berhubungan dengan jenis, bentuk dan gambaran drainase pada daerah penelitian ini, Selanjutnya waktu konsentrasi ( Tc ) disepanjang saluran drainase diperoleh dari hasil survey langsung ke lokasi dengan melakukan pengukuran panjang drainase, dimensi drainase mulai dari lebar drainase, tinggi drainase dan kemiringan drainase, serta arah aliran air yang mengalir dalam drainase tersebut.

2. Data Sekunder

Data sekunder yang diperlukan dalam menganalisis dimensi penampang drainase diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika berupa data Curah Hujan Harian Maksimum untuk 10 Tahun ke depan di mulai dari tahun 2003-2012

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Meliputi latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, manfaat penelitian, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Rujukan dari sejumlah buku mencakup teori – teori drainase perkotaan, analisis hidrologi yang meliputi analisis curah hujan, metode perhitungan debit banjir rencana, analisis hidrolika yang meliputi analisis dimensi penampang drainase

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Menyajikan metode pelaksanaan penelitian dari di mulai nya penelitian, survey lapangan, pengolahan data, hingga kesimpulan dan saran

BAB IV ANALISIS DATA

Secara khusus membahas penampang drainase yang sudah ada, difokuskan yang terkena banjir di ambil sepanjang 153 m. Menghitung curah hujan berdasarkan data curah hujan selama 10 tahun dengan menggunakan analisis frekuensi curah hujan, Perhitungan debit banjir rencana serta menganalisis kapasitas penampang drainase perkotaan di Pasar Sukaramai dan Jalan Bromo ( Analisis Hidrolika). BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Memuat kesimpulan dari analisis perhitungan dan data yang diperoleh serta saran yang berisikan upaya untuk mengoptimalkan fungsi drainase perkotaan untuk mencegah genangan/banjir.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum

Secara umum, sistem drainase dapat didefinisikan sebagai serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Dirunut dari hulunya, bangunan system drainase terdiri dari saluran penerima (interceptor drain), saluran pengumpul (collector drain), saluran pembawa (convenyor drain), saluran induk (main drain), dan badan air penerima (receiving waters). Di sepanjang system drainase sering dijumpai bangunan lainnya, seperti gorong-gorong, siphon, jembatan ait (aquaduct), pelimpah, pintu-pintu air, bangunan terjun, kolam tando, dan stasiun pompa. Pada system yang lengkap, sebelum masuk ke badan air penerima, air diolah dahulu di instalasi pengolah air limbah (IPAL), khususnya untuk system tercampur. Hanya air yang telah memenuhi baku mutu tertentu yang dimasukkan ke baan air penerima, sehingga tidak merusak lingkungan (Suripin,2004).

Kegunaan dengan adanya saluran drainase ini antara lain (Suripin,2004) : 1. Mengeringkan genangan air sehingga tidak ada akumulasi air tanah. 2. Menurunkan permukaan air tanah pada tingkat yang ideal.

3. Mengendalikan erosi tanah, kerusakan jalan dan bangunan yang ada. 4. Mengendalikan air hujan yang berlebihan sehingga tidak terjadi bencana

Sistem jaringan drainase perkotan umumnya dibagi atas 2 bagian, yaitu : 1. Sistem Drainase Makro

Sistem drainase makro yaitu sistem saluran/badan air yang menampung dan mengalirkan air dari suatu daerah tangkapan air hujan (Catchment Area). Pada umumnya sistem drainase makro ini disebut juga sebagai sistem saluran pembuangan utama (major system) atau drainase primer. Sistem jaringan ini menampung aliran yang berskala besar dan luas seperti saluran drainase primer, kanal-kanal atau sungai-sungai. Perencanaan drainase makro ini umumnya dipakai dengan periode ulang antara 5 sampai 10 tahun dan pengukuran topografi yang detail mutlak diperlukan dalam perencanaan system drainase ini.

2. Sistem Drainase Mikro

Sistem drainase mikro yaitu sistem saluran dan bangunan pelengkap drainase yang menampung dan mengalirkan air dari daerah tangkapan hujan. Secara keseluruhan yang termasuk dalam sistem drainase mikro adalah saluran di sepanjang sisi jalan, saluran/selokan air hujan di sekitar bangunan, gorong-gorong, saluran drainase kota dan lain sebagainya dimana debit air yang dapat ditampungnya tidak terlalu besar. Pada umumnya drainase mikro ini direncanakan untuk hujan dengan masa ulang 2, 5 atau 10 tahun tergantung pada tata guna lahan yang ada. Sistem drainase untuk lingkungan permukiman lebih cenderung sebagai sistem drainase mikro.

2.2. Banjir

Banjir adalah suatu kondisi di mana tidak tertampungnya air dalam saluran pembuang (palung sungai) atau terhambatnya aliran air di dalam saluran pembuang, sehingga meluap menggenangi daerah (dataran banjir) sekitarnya.(Suripin, 2004).

Banjir merupakan peristiwa alam yang dapat menimbulkan kerugian harta benda penduduk serta dapat pula menimbulkan korban jiwa. Dikatakan banjir apabila terjadi luapan air yang disebabkan kurangnya kapasitas penampang saluran. Banjir di bagian hulu biasanya arus banjirnya deras, daya gerusnya besar, tetapi durasinya pendek. Sedangkan di bagian hilir arusnya tidak deras (karena landai), tetapi durasi banjirnya panjang.

• Faktor Penyebab Banjir

Banyak faktor menjadi penyebab terjadinya banjir. Namun secara umum penyebab terjadinya banjir dapat diklasifikasikan dalam 2 kategori, yaitu banjir yang disebabkan oleh sebab‐sebab alami dan banjir yang diakibatkan oleh tindakan manusia. Yang termasuk sebab‐sebab alami di antaranya adalah :

1. Curah hujan

Curah hujan dapat mengakibatkan banjir apabila turun dengan intensitas tinggi, durasi lama, dan terjadi pada daerah yang luas.

2. Pengaruh Fisiografi

Fisiografi atau geografi fisik sungai seperti bentuk, fungsi dan kemiringan daerah pengaliran sungai (DPS), kemiringan sungai, geometrik hidrolik (bentuk penampang seperti lebar, kedalaman,

potongan memanjang, material dasar sungai), lokasi sungai dll, merupakan hal-hal yang mempengaruhi terjadinya banjir.

3. Erosi dan Sedimentasi

Erosi dan sedimentasi di DPS berpengaruh terhadap pengurangan kapasitas penampang sungai. Erosi dan sedimentasi menjadi problem klasik sungai‐sungai di I ndonesia. Besarnya sedimentasi akan mengurangi kapasitas saluran, sehingga timbul genangan dan banjir di sungai.

4. Menurunnya Kapasitas Sungai

Pengurangan kapasitas aliran banjir pada sungai dapat disebabkan oleh pengendapan yang berasal dari erosi DPS dan erosi tanggul sungai yang berlebihan dan sedimentasi di sungai yang dikarenakan tidak adanya vegetasi penutup dan penggunaan lahan yang tidak tepat.

5. Pengaruh Air Pasang

Air pasang laut memperlambat aliran sungai ke laut. Pada waktu banjir bersamaan dengan air pasang yang tinggi maka tinggi genangan atau banjir menjadi besar karena terjadi aliran balik (backwater). Contoh ini terjadi di Kota Semarang dan Jakarta. Genangan ini dapat terjadi sepanjang tahun baik di musim hujan dan maupun di musim kemarau. 6. Kapasitas Drainase Yang Tidak Memadai

Hampir semua kota‐kota di I ndonesia mempunyai drainase daerah genangan yang tidak memadai, sehingga kota‐kota tersebut sering menjadi langganan banjir di musim hujan.

2.3 Analisa Hidrologi

Analisis Hidrologi merupakan bidang yang sangat rumit dan kompleks. Hal ini disebabkan oleh ketidakpastian dalam hidrologi, keterbatasan teori, dan rekaman data, dan keterbatasan ekonomi. Hujan adalah kejadian yang tidak dapat diprediksi. Artinya, kita tidak dapat memprediksi secara pasti seberapa besar hujan yang akan terjadi pada suatu periode waktu. (Suripin.2003)

2.3.1 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi dimulai dengan penguapan air dari laut. Uap yang dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinkan, uap air tersebut terkondensasi membentuk awan, dan pada akhirnya dapat menghasilkan presipitasi. Presipitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda-beda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari presipitasi tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat ia jatuh, dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman (Hisbulloh,2014).

Sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus masuk lebih jauh ke dalam tanah menjadi bagian dari air-tanah (groundwater). Dibawah pengaruh gaya gravitasi, baik aliran air-permukaan (surface streamflow) maupun air dalam tanah bergerak menuju tempat yang lebih rendah yang akhirnya dapat mengalir ke laut. Namun, sebagian besar air permukaan dan air bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan dan pemeluhan (transpirasi) sebelum sampai ke laut (JR dan Paulhus, 1986).

2.3.2 Analisa Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum

Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang luar biasa (ekstrim), seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Tujuan Analisis Frekuensi Curah Hujan adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Analisis Frekuensi diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos penakar hujan, baik yang manual maupun yang otomatis.

Frekuensi Hujan adalah besarnya kemungkinan suatu besaran hujan disamai atau dilampaui. Sedangkan, kala ulang (return period) adalah waktu hipotetik dimana hujan dengan suatu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui. Dalam hal ini tidak terkandung pengertian bahwa kejadian tersebutakan berulang secara teratur setiap kala ulang tersebut (Suripin,2004).

Untuk analisis diperlukan seri data hujan yang diperoleh dari pos penakaran hujan, baik secara manual maupun otomatis. Analisis frekuensi ini didasarkan pada sifat statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh

probabilitas besaran hujan dimasa yang akan datang. Dengan anggapan bahwa sifat statistik kejadian hujan yang akan datang masih sama dengan sifat statistik kejadian hujan dimasa lalu.

Berdasarkan pengalaman yang ada, penggunaan periode ulang digunakan untuk perencanaan (Wesli, 2008)

 Saluran kwarter : Periode ulang 1 tahun

 Saluran tersier : Periode ulang 2 tahun

 Saluran sekunder : Periode ulang 5 tahun

 Saluran primer : Periode ulang 10 tahun

Berdasarkan prinsip dalam penyelesaian masalah drainase berdasarkan aspek hidrologi, sebelum dilakukan analisis frekuensi untuk mendapatkan besaran hujan rencana dengan kala ulang tertentu harus dipersiapkan data hujan berdasarkan pada durasi harian, jam dan menit.

Dalam analisa curah hujan untuk menentukan debit banjir rencana, data curah hujan yang dipergunakan adalah curah hujan maksimum tahunan. Hujan rata – rata yang diperoleh dengan cara ini dianggap similar ( mendekati ) hujan – hujan terbesar yang terjadi. Untuk perhitungan curah hujan rencana, digunakan Metode Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log – Pearson III dan Distribusi Gumbel. Setelah didapat curah hujan rencana dari ke empat metode tersebut,maka diambil yang paling extrim yang digunakan nantinya pada debit rencana.

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan 4 jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

1. Distribusi Normal 2. Distribusi Log Normal

3. Distribusi Log Person III, dan 4. Distribusi Gumbel

Dalam statistik dikenal beberapa parameter yang berkaitan dengan analisis data yang meliputi rata-rata, simpangan baku, koefisien variasi, dan koefisien skewness (kemencengan).

Tabel 2.1 Parameter Statistik yang Penting

Parameter Sampel Populasi

Rata-rata

∑

= = n i Xi n X 1 1

∫

∞ ∞ − = Ε

= (X) xf(x)dx

µ Simpangan Baku       ₋ =

∑

= x x n s n i i 1 (

1 σ ₌

{

_Ε

[

₍

₋µ

₎

2

]

}

₂1 x Koefisien variasi x s CV = µ σ = CV Koefisien Skewness 3 1 3 ) 2 )( 1 ( ) ( s n n x x n G n i i − − − =

∑

=

Sumber : Suripin,2004 1. Distribusi Normal

Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. umumnya rumus tersebut tidak digunakan secara langsung karena telah dibuat tabel untuk keperluan perhitungan, dan juga dapat didekati dengan:

(2-1)

(

)

[

]

3 2 σ µ γ = Ε x−

S X X K T T − =

Dimana:

XT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dalam periode ulang T Tahun

X = nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

KT = faktor frekuensi (nilai variabel reduksi Gauss)

Nilai faktor frekuensi (KT), umumnya sudah tersedia dalam tabel untuk mempermudah perhitungan, seperti ditunjukkan dalam tabel berikut, biasa disebut sebagai tabel nilai variabel reduksi Gauss.

Tabel 2.2 Nilai Variabel Reduksi Gauss No Periode

Ulang, T(Tahun)

Peluang KT No Periode Ulang, T(Tahun)

Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05 11 2,500 0,400 0,25 2 1,005 0,995 -2,58 12 3,330 0,300 0,52 3 1,010 0,990 -2,33 13 4,000 0,250 0,67 4 1,050 0,950 -1,64 14 5,000 0,200 0,84 5 1,110 0,900 -1,28 15 10,000 0,100 1,28 6 1,250 0,800 -0,84 16 20,000 0,050 1,64 7 1,330 0,750 -0,67 17 50,000 0,020 2,05 8 1,430 0,700 -0,52 18 100,000 0,010 2,33 9 1,670 0,600 -0,25 19 200,000 0,005 2,58

10 2,000 0,500 0 20 500,000 0,002 2,88

Sumber : Suripin,2004 2. Distribusi Log Normal

Jika variabel acak Y = log X terdidtribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi Log Normal. Untuk distribusi Log Normal dapat didekati dengan persamaan :

KT = (2-3) Dimana:

YT = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun

= nilai rata-rata hitung variat S = deviasi standar nilai variat

KT = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang

3. Distribusi Log Person III

Salah satu distribusi dari serangkaian distribusi yang dikembangkan Person yang menjadi perhatian ahli sumberdaya air adalah Log-Person III. Ada tiga parameter penting dalam Log-Person III, yaitu :

1. Harga rata-rata 2. Simpangan baku

3. Koefisien Kemencengan

Yang menarik, jika koefisien kemencengan sama dengan nol, distribusi kembali ke distribusi Log Normal. Berikut ini langkah-langkah penggunaan distribusi Log-Person Type III,yaitu :

- Ubah data kedalam bentuk logiritmis, X = log X - Hitung harga rata-rata:

(2-4)

- Hitung harga simpangan baku:

(2-5) n X X n i i

∑

= = 1 log log

(

)

0,5

1 2 1 log log             − − =

∑

= n X X S n i i

- Hitung koefisien kemencengan:

(2.6)

- Hitung logaritma hujan atau banjir dengan peride ulang T dengan rumus: (2-7) K adalah variabel standar (standardized variable) untuk X yang besarnya tergantung koefesien kemencengan G, dicantumkan pada Tabel 2.3

Tabel 2.3 Nilai K untuk distribusi Log-Person III

Interval Kejadian (Recurrence Interval), Tahun (Periode Ulang)

10,101 12,500 2 5 10 25 50 100

Koef. G Persentase Peluang Terlampaui (Percent Chance Of Being Exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

3.0 -0.667 -0.636 -0.396 0.420 1,180 2,278 3,152 4,051 2.8 -0.714 -0.666 -0.384 0.460 1,210 2,275 3,144 3,973 2.6 -0.769 -0.696 -0.368 0.499 1,238 2,267 3,071 2,889 2.4 -0.832 -0.725 -0.351 0.537 1,262 2,256 3,023 3,800 2.2 -0.905 -0.752 -0.330 0.574 1,284 2,240 2,970 3,705 2.0 -0.990 -0.777 -0.307 0.609 1,302 2,219 2,192 3,605 1.8 -1.087 -0.799 -0.282 0.643 1,318 2,193 2,848 3,499 1.6 -1.197 -0.817 -0.254 0.675 1,329 2,163 2,780 3,388 1.4 -1.318 -0.832 -0.225 0.705 1,337 2,128 2,076 3,271 1.2 -1.449 -0.844 -0.195 0.732 1,340 2,087 2,626 3,149 1.0 -1.588 -0.852 -0.164 0.758 1,340 2,043 2,542 3,022 0.8 -1.733 -0.856 -0.132 0.780 1,336 1,993 2,453 2,891 0.6 -1.880 -0.857 -0.099 0.800 1,328 1,939 2,359 2,755 0.4 -2.029 -0.855 -0.066 0.816 1,317 1,880 2,261 2,615 0.2 -2.178 -0.850 -0.033 0.830 1,301 1,818 2,159 2,472 0.0 -2.326 -0.842 0.000 0.842 1,282 1,715 2,051 2,326

3 1 3 ) 2 )( 1 ( ) ( s n n x x n G n i i − − − =

∑

= S K X X_T log .

Interval Kejadian (Recurrence Interval), Tahun (Periode Ulang)

10,101 12,500 2 5 10 25 50 100

Koef. G Persentase Peluang Terlampaui (Percent Chance Of Being Exceeded)

99 80 50 20 10 4 2 1

-0.2 -2.472 -0.830 0.033 0.850 1,258 1,680 1,945 2,178 -0.4 -2.615 -0.816 0.066 0.855 1,231 1,606 1,834 2,029 -0.6 -2.755 -0.800 0.099 0.857 1,200 1,528 1,720 1,880 -0.8 -2.891 -0.780 0.132 0.856 1,166 1,448 1,606 1,733 -1.0 -3.022 -0.758 0.164 0.852 1,086 1,366 1,492 1,588 -1.2 -2.149 -0.732 0.195 0.844 1,086 1,282 1,379 1,449 -1.4 -2.271 -0.705 0.225 0.832 1,041 1,198 1,270 1,318 -1.6 -2.238 -0.675 0.254 0.817 0.994 1,116 1,166 1,197 -1.8 -3.499 -0.643 0.282 0.799 0.945 1,035 1,069 1,087 -2.0 -3.605 -0.609 0.307 0.777 0.895 0.959 0.980 0.990 -2.2 -3.705 -0.574 0.330 0.752 0.844 0.888 0.900 0.905 -2.4 -3.800 -0.532 0.351 0.725 0.795 0.823 0.823 0.832 -2.6 -3.889 -0.490 0.368 0.696 0.747 0.764 0.768 0.796 -2.8 -3.973 -0.469 0.384 0.666 0.702 0.712 0.714 0.714 -0.4 -2.615 -0.816 0.066 0.855 1,231 1,606 1,834 2,029 -0.6 -2.755 -0.800 0.099 0.857 1,200 1,528 1,720 1,880 Sumber : Suripin,2004

4. Distribusi Gumbel

Gumbel merupakan harga ekstrim untuk menunjukkan bahwa dalam deret harga-harga ekstrim X1, X2, X3,...., Xn mempunyai fungsi distribusi eksponensial ganda. Apabila jumlah populasi yang terbatas (sampel), maka dapat didekati dengan persamaan, sbb :

X = + sK (2-8)

Dimana : = harga rata-rata sampel

Factor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam persamaan, sbb :

K = (2-9)

Dimana: Y = reduced mean yang tergantung jumlah sampel/data ke-n Sn = reduced standard deviation, yang juga tergantung pada

jumlah sampel/data ke-n

YTR = reduced variated, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini.

(2.10)

Tabel 2.4 Reduced Mean, Yn

Sumber : Suripin,2004

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.49 0.49 0.50 0.50 0.51 0.51 0.51 0.51 0.52 0.52 20 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 30 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.54 0.54 0.54 0.54 0.53 40 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 50 0.54 0.54 0.54 0.54 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 60 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 70 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 80 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 90 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 100 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.55 0.56

     − − − = R R TR T T

Tabel 2.5 Reduced Standard Deviation, Sn

Sumber : Suripin, 2004

Tabel 2.6 Reduksi Variat (YTR) sebagai fungsi Periode Ulang Gumbel.

Sumber : Suripin, 2004

Substitusikan persamaan (2.10) ke dalam persamaan (2.11), maka akan didapat persamaan berikut :

XTr = + S (2-11)

= - + (2-12)

N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 0.94 0.96 0.99 0.99 1.00 1.02 1.03 1.04 1.04 1.05 20 1.06 1.06 1.07 1.08 1.08 1.09 1.09 1.10 1.10 1.10 30 1.11 1.11 1.11 1.12 1.12 1.12 1.13 1.13 1.13 1.13 40 1.14 1.14 1.14 1.14 1.14 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 50 1.10 1.16 1.16 1.16 1.16 1.16 1.16 1.17 1.17 1.17 60 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 70 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.19 1.19 1.19 1.19 80 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.19 1.20 90 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 100 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20

Periode Ulang, TR

Reduced Variate, YTR

Periode Ulang, TR

Reduced Variate, YTR

2 0.3668 100 4.6012

5 1.5004 200 5.2969

10 2.251 250 5.5206

20 2.9709 500 6.2149

25 3.1993 1000 6.9087

50 3.9028 5000 8.5188

Atau

XTr = b + YTr (2-13)

Dimana

a = dan b = - (2-14)

2.3.3 Waktu Konsentrasi (Tc)

Waktu Konsentrasi untuk saluran air hujan daerah perkotaan terdiri dari waktu yang diperlukan oleh limpasan untuk mengalir di permukaan tanah untuk mencapai saluran terdekat (t0) dan waktu pengaliran dalam saluran ke titik yang dimaksud (td). Dalam penelitian ini drainase yang akan di tinjau sepanjang 153 m di bagi menjadi 4 titik tinjauan dan drainase yang di teliti sebelah kanan & kiri badan jalan. Maka untuk menghitung waktu konsentrasi nya adalah sebagai berikut :

Waktu Konsentrasi  T0 = [ 0,167 (2-15)

Td =

(2-16)

Tc = T0 + Td (2-17) Ket : L = Panjang Lintasan Aliran di atas Permukaan Lahan (m) Ls = Panjang Lintasan Aliran di dalam Saluran (m)

S = Kemiringan Lahan

n = Angka Kekasaran Manning

V = Kecepatan Aliran di dalam Saluran (m/detik)

Dalam hal ini nilai S (Kemiringan Lahan) yang digunakan dalam perhitungan berdasarkan

Tabel 2.7 Kemiringan Melintang Normal Perkerasan Jalan No. Jenis Lapis Permukaan Jalan Kemiringan Melintang Normal

(i) (%)

1 Beraspal, Beton 2% - 3%

2 Japat 4% - 6%

3 Kerikil 3% - 6%

4 Tanah 4% - 6%

Sumber : Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan No. 008/T/BNKT/1990 Dan harga n (Angka Kekasaran Manning) yang digunakan dalam perhitungan berdasarkan Table 2.8 Harga n untuk Rumus Manning

No. Tipe Saluran Baik

Sekali

Baik Sedang Jelek 1 Saluran Tanah, Lurus Teratur 0,017 0,020 0,023 0,025 2 Saluran Tanah yang dibuat dengan

Excavator

0,023 0,028 0,030 0,040

3 Saluran pada dinding batuan, lurus, teratur

0,023 0,030 0,033 0,035

4 Saluran pada dinding batuan, tidak lurus, tidak teratur

0,035 0,040 0,045 0,045

5 Saluran batuan yang dibedakan ada tumbuh-tumbuhan

0,025 0,030 0,035 0,040

6 Dasar saluran dari tanah, sisi saluran berbatu

0,028 0,030 0,033 0,035

7 Saluran lengkung, dengan kecepatan aliran rendah

0,020 0,025 0,028 0,030

8 Banyak tumbuh-tumbuhan 0,075 0,100 0,125 0,150 9 Bersih lurus, tidak berpasir, tidak

berlubang

0,025 0,028 0,030 0,033

10 Melengkung, bersih, berlubang dan berdinding pasir

11 Seperti no 9 tapi ada tumbuhan atau kerikil

0,030 0,033 0,035 0,040

12 Seperti no 10, dangkal tidak teratur 0,040 0,045 0,050 0,055 13 Seperti no 10 berbatu dan ada

tumbuh-tumbuhan

0,035 0,040 0,045 0,050

14 Seperti no 12, sebagian berbatu 0,045 0,050 0,055 0,060 15 Aliran pelan banyak tumbuhan dan

berlubang

0,050 0,060 0,070 0,080

16 Saluran pasangan batu tanpa finishing

0,025 0,030 0,033 0,035

17 Seperti no 16 tapi dengan finishing 0,017 0,020 0,025 0,030

18 Saluran Beton 0,014 0,016 0,019 0,021

19 Saluran Beton, Halus dan Rata 0,010 0,011 0,012 0,013 20 Saluran beton pracetak dengan

acuan baja

0,013 0,014 0,014 0,015

21 Saluran beton pracetak dengan acuan kayu

0,015 0,016 0,016 0,018

Sumber : Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan No. 008/T/BNKT/1990 2.3.4 Analisis Intensitas Curah Hujan

Intensitas Curah Hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu. Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intesitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulang nya makin tinggi pula intesitasnya (Suripin,2004)

Metode yang dipakai dalam perhitungan intensitas curah hujan adalah Metode Mononobe yaitu apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia yang ada hanya data hujan harian. Persamaan umum yang dipergunakan untuk menghitung hubungan antara intensitas hujan T jam dengan curah hujan maksimum harian sebagai berikut :

I = (2-18) Dimana : I = intensitas hujan (mm/jam)

t = lamanya hujan (jam)

R24 = curah hujan maksimum harian (selama 24 jam) (mm 2.3.5 Koefisien Limpasan (Runoff)

Dalam perencanaan drainase, bagian air hujan yang menjadi perhatian adalah aliran permukaan (surface runoff), sedangkan untuk pengendalian banjir tidak hanya aliran permukaan, tetapi limpasan (runoff). Limpasan adalah gabungan anatar aliran permukaan, aliran-aliran yang tertunda pada cekungan-cekungan, dan aliran bawah permukaan (subsurface flow).

Aliran pada saluran atau sungai tergantung dari berbagai dari berbagai faktor secara bersamaan. Faktor – faktor yang berpengaruhi limpasan aliran pada saluran atau sungai tergantung dari berbagai macam faktor secara bersamaan. Faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu :

• Faktor meteorologi yaitu karateristik hujan seperti intensitas hujan, durasi hujan dan distribusi hujan.

• Karateristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS, topografi dan tata guna lahan.

Ketetapan dalam menentukan besarnya debit air sangatlah penting dalam penentuan dimensi saluran. Disamping penentuan luas daerah pelayanan drainase dan curah hujan rencana, juga dibutuhkan besaran harga koefisien pengaliran (C). Pengambilan harga C harus disesuaikan dengan rencana perubahan tata guna lahan yang terjadi pada waktu yang akan datang.

Tabel 2.9 Koefisien Pengaliran (C)

Kondisi Permukaan Tanah Koefisin Pengaliran (C) 1. Jalan Beton dan Jalan Aspal 0,70-0,95

2. Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0,40-0,70 3. Bahu Jalan :

- Tanah Berbutir Halus - Tanah Berbutir Kasar - Batuan Masif Keras - Batuan Masif Lunak

0,40-0,65 0,10-0,20 0,70-0,85 0,60-0,75

4. Daerah Perkotaan 0,70-0,95

5. Daerah Pinggiran Kota 0,60-0,70

6. Daerah Industri 0,60-0,90

7. Permukiman Padat 0,60-0,80

8. Permukiman Tidak Padat 0,40-0,60

9. Taman dan Kebun 0,20-0,40

10.Persawahan 0,45-0,60

11.Perbukitan 0,70-0,80

12.Pegunungan 0,75-0,90

Sumber : (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan,Direktorat Jendral Bina Marga

2.3.6 Luas Daerah Pengaliran (A)

Batas-batas daerah pengaliran ditetapkan berdasarkan peta topografi, pada umumnya dalam skala 1 : 50.000 – 1 : 25.000. jika luas daerah pengaliran reltif kecil diperlukan peta dalam skala yang lebih besar. Dalam praktek sehari-hari, sering terjadi tidak tersedia peta topography ataupun peta

pengukuran lainnya yang memadai sehingga menetapkan batas daerah pengaliran merupakan suatu pekerjaan yang sulit. Jika tidak memungkinkan memperoleh peta topography yang memadai, asumsi berikut dapat dipakai sebagai bahan pembanding.

2.3.7 Analisa Debit Rencana

Debit rencana adalah debit maksimum yang akan dialirkan oleh saluran drainase untuk mencegah terjadinya genangan. Untuk drainase perkotaan dan jalan raya, sebagai debit rencana debit banjir maksimum periode ulang 5 tahun, yang mempunyai makna kemugkinan banjir maksimum tersebut disamai atau dilampaui 1 kali dalam 5 tahun atau 2 kali dalam 10 tahun atau 20 kali dalam 100 tahun. Penetapan debit banjir maksimum periode 5 tahun ini berdasarkan pertimbangan:

1. Resiko akibat genangan yang ditimbulkan oleh hujan relatif kecil dibandingkan dengan banjir yang ditimbulkan meluapnya sebuah sungai

2. Luas lahan diperkotaan relatif terbatas apabila ingin direncanakan saluran yang melayani debit banjir maksimum periode ulang lebih besar dari 5 tahun.

3. Daerah perkotaan mengalami perubahan dalam periode tertentu sehingga mengakibatkan perubahan pada saluran drainase.

Perencanaan debit rencana untuk drainase perkotaan dan jalan raya dihadapi dengan persoalan tidak tersedianya data aliran. Umumnya untuk menentukan debit aliran akibat air hujan diperoleh dari hubungan rasional

antara air hujan dengan limpasannya (Metode Rasional). Adapun rumusan perhitungan debit rencana Metode Rasional adalah sebagai berikut:

Q =0,000278CIA (2-19)

Dimana : C = koefisien limpasan air hujan

I = intensitas curah hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = luas daerah pengaliran (km2) Q = debit maksimum (m3/det)

Luas daerah pengeringan pada umumnya diwilayah perkotaan terdiri dari beberapa daerah yang mempunyai karateristik permukaan tanah yang berbeda (sub area) sehingga koefisien pengaliran untuk masing-masing sub area nilainya berbeda dan untuk menentukan koefisien pengaliran pada wilayah tersebut dilakukan penggabungan masing-masing sub area. Untuk penentuan koefisien limpasan harus dipilih dari pengetahuan akan daerah yang ditinjau terhadap pengalaman, dan harus dipilih dengan jenis pembangunan yang ditetapkan oleh rencana kota. Daerah yang memiliki cekungan untuk menampung air hujan relative mengalirkan lebih sedikit air hujan dibandingkan dengan daerah yang tidak memiliki cekungan sama sekali. Efek tampungan oleh cekungan ini terhadap debit rencana diperkirakan dengan koefisien tampungan yang diperoleh dengan rumus berikut ini :

Cs = (2-20)

Di mana:

Q = Debit rencana dengan periode ulang T tahun (m3/dtk) C = Koefisien aliran permukaan

Cs = Koefisien tampungan oleh cekungan terhadap debit rencana I = Intensitas hujan selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = Luas daerah pengaliran (km2). Tc = Waktu konsentrasi (jam)

Td = waktu aliran air mengakir di dalam saluran dari hulu hingga ke tempat Pengukuran (jam)

Table 2.10 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan. Luas DAS (ha) Periode Ulang

(tahun)

Metode Perhitungan Debit Banjir

< 10 2 Rasional

10 – 100 2 – 5 Rasional

101 – 500 5 – 20 Rasional

> 500 10 – 25 Hidrograf satuan Sumber : ( Suripin. Sistem Drainase yang berkelanjutan : 241) 2.4 Analisa Hidraulika

Zat cair dapat diangkut dari suatu tempat ke tempat lain melalui bangunan pembawa alamiah ataupun buatan manusia. Bangunan pembawa ini dapat terbuka maupun tertutup bagian atasnya. Saluran yang tertutup bagian atasnya disebut saluran tertutup (closed conduits), sedangkan yang terbuka bagian atasnya disebut saluran terbuka (open channels). Sungai, saluran irigasi, selokan merupakan saluran terbuka, sedangkan terowongan, pipa, aquaduct, gorong-gorong merupakan saluran tertutup (Suripin,2004).

Analisa Hidrolika bertujuan untuk menentukan acuan yang digunakan dalam menentukan dimensi hidrolis dari saluran drainase maupun bangunan pelengkap lainnya dimana aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka maupun saluran tertutup.

2.4.1 Saluran Terbuka

Pada saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas, permukaan bebas ini dapat dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung. Kekentalan dan gravitasi mempengaruhi sifat aliran pada saluran terbuka. Saluran terbuka umumnya digunakan pada daerah yang :

• Lahan yang masih memungkinkan (luas)

• Lalu lintas pejalan kakinya relative jarang

• Beban di kiri dan kanan saluran relatif ringan 1. Debit aliran bila menggunakan rumus Manning

Q = A.V (2-21)

Kondisi debit aliran berfluktuasi sehingga perlu memperhatikan kecepatan aliran. Diupayakan agar pada saat debit pembuangan kecil masih dapat mengangkut sedimen, dan pada keadaan debit besar terhindar dari bahaya erosi.

2. Penampang Saluran

Penampang saluran yang paling ekonomis adalah saluran yang dapat melewatkan debit meksimum untuk luas penampang basah, kekasaran dan kemiringan dasar tertentu. Berdasarkan persamaan kontinuitas, tampak jelas bahwa untuk luas penampang melintang tetap, debit maksimum dicapai jika kecepatan aliran meksimum. Dari rumus Manning maupun Chezy dapat dilihat bahwa untuk kemiringan dasar dan kekasaran tetap, kecepatan maksimum dicapai jika jari-jari hidraulik R maksimum.

Selanjutnya untuk penampang tetap, jari-jari hadraulik maksimum keliling basah, P minimum. Kondisi seperti yang telah kita pahami tersebut memberi jalan untuk menentukan dimensi penampang melintang saluran yang ekonomis untuk berbagai macam bentuk seperti tampang persegi dan tampang trapesium.

 Penampang Persegi Paling Ekonomis

Pada penampang melintang saluran berbentuk persegi dengan lebar dasar B dan kedalaman air h, luas penampang basah A = B x h dan keliling

basah P. Maka bentuk penampang persegi paling ekonomis adalah jika kedalaman setengah dari lebar dasar saluran atau jari-jari hidrauliknya setengah dari kedalaman air.

Gambar 2.2 Penampang Persegi panjang (Suripin,2004) Untuk penampang persegi paling ekonomis :

A = B.h (2-22)

P = B + 2h (2-23)

B = 2h atau h = (2-24) Jari-jari hidrolik R :

R = = (2-25)

 Penampang Saluran Trapesium Paling ekonomis

Luas penampang melintang A dan Keliling basah P, saluran dengan penampang melintang bentuk trapesium dengan lebar dasar b, kedalaman h dan kemiringan dinding 1:m (gambar 2.4.) dapat dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 2.3 Penampang saluran Trapesium (Suripin, 2004)

P=B+2h (2-27)

B=P-2h (2-28)

X Penampang trapesium paling ekonomis adalah jika kemiringan dindingnya m = 1/√3 atau Ө = 60°. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

B = h (2-29)

A = (2-30)

• Kemiringan dinding saluran m (berdasarkan criteria)

• Luas penampang (A) = (b+mh)h (m2)

• Keliling basah (P) = b+2h (m)

• Jari-jari hidrolis R = (m)

• Kecepatan aliran V= (m3/det)

2.4.2 Saluran Tertutup

Aliran dalam saluran terbuka digerakkan oleh gaya penggerak yang dilakukan oleh jumlah berat aliran yang mengalir menuruni lereng, sedang pada saluran tertutup gaya penggerak tersebut dilakukan oleh gradient tekanan. Ketentuan-ketentuan mengenai aliran bagi saluran tertutup yang penuh adalah tidak berlaku pada saluran terbuka. Pendekatan yang digunakan di Indonesia dalam merancang drainase perkotaan masih menggunakan cara konvensional, yaitu dengan menggunakan saluaran terbuka. Bila digunakan saluran yang ditanam dalam tanah biasanya berbentuk bulat atau persegi, maka diasumsikan saluran tersebut tidak terisi penuh (dalam arti tidak tertekan), sehingga masih dapat dipergunakan persamaan saluran terbuka. Saluran tertutup umumnya

• Daerah yang lahannya terbatas (pasar, pertokoan)

• Daerah yang lalu lintas pejalan kakinya padat

• Lahan yang dipaki untuk lapangan parker. 2.4.3 Dimensi Saluran

Perhitungan dimensi saluran didasarkan pada debit harus ditampung oleh saluran (Qs dalam m3/det) lebih besar atau sama dengan debit rencana yang diakibatkan oleh hujan rencana (QT dalam m3/det). Kondisi demikian dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Qs ≥ Qr (2-31)

Debit yang mampu ditampung oleh saluran (Qs) dapat diperoleh dengan rumus seperti di bawah ini:

Qs = As.V (2-32)

Dimana : As = Luas penampang saluran (m2)

V = kecepatan rata-rata aliran didalam saluran (m/det) Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran dapat dihitung dengan menggunakan rumus Manning sebagai berikut:

V= (2-33)

R = (2-34)

Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam saluran (m/det) N = Koefisien kekasaran Manning

R = Jari-jari hidrolis (m) S = Kemiringan dasar saluran As = luas penampang saluran (m2) P = Keliling basah saluran (m)

Tabel 2.11 Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Saluran Koefisien Manning (n)

a. Baja 0,011-0,014

b. Baja Permukaan Gelombang 0,021-0,030

c. Semen 0,010-0,013

d. Beton 0,011-0,015

e. Pasangan Batu 0,017-0,030

f. Kayu 0,010-0,014

g. Bata 0,011-0,015

h. Aspal 0,013

Sumber : Wesli,2008

Tabel 2.12 Nilai Kemiringan Dinding Saluran Sesuai Bahan

Bahan Saluran Kemiringan Dinding (m)

Batuan/ cadas 0

Tanah lumpur 0,25

Lempung keras/ tanah 0,5 – 1

Tanah dengan pasangan batuan 1

Lempung 1,5

Tanah berpasir lepas 2

Lumpur berpasir 3

Sumber: ISBN: 979 – 8382 – 49 – 8

BAB III

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini telah dilaksanakan di Jalan Gatot Subroto Depan Makro, Kecamatan Medan Sunggal. Dan waktu penelitian dilakukan Bulan Oktober 2013 sampai Mei 2014

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian (Sumber: Lebih detailnya lokasi penelitian dan arah aliran dari jaringan drainase Lottemart Jalan Gatoto Subroto dapat di lihat pada gambar 3.2.

Lokasi Penelitian

3.2 Metode dan Tahapan Penelitian

Tugas akhir ini disusun dengan tahapan sebagai berikut :

a) Mengumpulkan beberapa literatur dari buku, makalah, jurnal dan catatan kuliah yang berkaitan dengan studi pustaka.

b) Data primer → survei lokasi di Jalan Gatot Subroto Depan Makro c) Mengumpulkan data sekunder yaitu data Curah Hujan Harian

Maksimum selama 10 Tahun terakhir yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

d) Menganalisa Data yang ada, yaitu :

- Analisis Hidrologi  Analisis Freekuensi Curah Hujan, Koefisien Aliran Permukaan, Analisis Waktu Konsentrasi, Analisa Koefisien Limpasan, Analisa Intensitas Curah Hujan, Analisa Debit Rencana - Analisa Hidraulika  Analisa Kapasitas Penampang Saluran, Evaluasi

Debit Saluran dengan Debit Rencana

e)

Membuat kesimpulan dan saran. 3.3 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah berupa studi literatur yaitu mencari dan mempelajari pustaka yang berhubungan dengan pengolahan dan perencanaan drainase dari berbagai sumber seperti berupa literatur buku, catatan kuliah, jurnal, majalah, artikel, maupun data dari internet.

3.4 Pelaksanaan Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Menentukan Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan langsung di Jalan Gatot Subroto Depan Makro Kecamatan Medan Sunggal. Selain itu, data-data pelengkap di ambil dikantor Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika untuk menunjang penulisan tugas akhir ini.

2. Wawancara

Dalam kegiatan ini pengumpulan data dilakukan dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan atau diskusi dengan pihak warga setempat. 3. Metode analisa

Metode analisa yang digunakan di dalam penelitian ini yaitu : analisa hidrologi dan analisa hidraulika

3.5 Prosedur Penelitian

Pertama menganalisa data sekunder, yaitu menghitung curah hujan rata-rata dan menganalisa curah hujan rencana dengan menggunakan analisa frekuensi Metode Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log - Person III dan Distribusi Gumbel. Selanjutnya intensitas curah hujan rencana dihitung menggunakan persamaan Mononobe.

Data dimensi dan bentuk drainase ditinjau langsung ke lapangan yaitu pada daerah Jalan Gatot Subroto Depan Makro, meliputi : geometri saluran, kemiringin saluran, dimensi saluran, dan konstruksi saluran. Debit maksimum dari saluran drainase dihitung dengan persamaan Manning. Setelah data sekunder dianalisis, maka langkah berikutnya yaitu mengevaluasi masing-masing nilai yang

dihasilkan dari analisis data sekunder. Saluran drainase dikatakan banjir apabila nilai debit banjir rencana hasil analisis lebih besar dari pada nilai debit maksimum saluran drainase yang dihitung dengan slope area methode (persamaan Manning). Alur pengerjaannya lebih detil dapat dilihat pada gambar 3.3

Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Penelitian

Tinjauan Lapangan Pengumpulan data

Tinjauan Pustaka

Kegiatan Penelitian Mulai

Data yang diambil

Apakah data sudah cukup?

Pengolahan data

1. Menentukan Luas Catchment Area dari Peta Jaringan Drainase

2. Menentukan Curah Hujan Harian Maksimum

3. Debit maksimum dari saluran drainase eksisting dihitung dengan persamaan Manning.

Selesai Analisis

data

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian

NO. Kegiatan Bulan ( 2013-2014)

11 12 1 2 3 4 5

1 Pengajuan judul 2 Penyusunan proposal 3 Survei awal

4 Evaluasi proposal 5 Pelaksanaan penelitian

6

Pengolahan data, analisis data dan penyusunan laporan

7 Seminar hasil penelitian 8 Colloqium Doctum

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data

Data-data yang digunakan untuk penelitian ini. yaitu : - Data Primer

Data Primer adalah data yang diperoleh dari survey langsung ke lokasi penelitian di Jalan Gatot Subroto Depan Makro. Data tersebut terlampir sebagai berikut :

1. Panjang Lintasan aliran di dalam saluran (Ls) yang di teliti adalah 153 m di bagi menjadi 4 titik sepanjang panjang lintasan tersebut. 2. Batas daerah pengaliran yang di teliti (L) adalah 8.17 m

Tabel 4.1 Pembagian Ukuran Drainase yang diteliti NO. Nama

Saluran

Bentuk Saluran Keterangan

1 Drainase 1

Kecepatan aliran pada drainase 1 kita ambil 2 cm di bagi dengan waktu yang diperoleh 8 detik. sehingga diperoleh kecepatan (V) =

= = 0.25 m/s

2 Drainase 2

Kecepatan aliran pada drainase 1 kita ambil 2 cm di bagi dengan waktu yang diperoleh 8 detik. sehingga diperoleh kecepatan (V) =

= = 0.21 m/s

3 Drainase 3

Kecepatan aliran pada drainase 1 kita ambil 2 cm di bagi dengan waktu yang diperoleh 8 detik. sehingga diperoleh kecepatan (V) =

= = 0.166 m/s

4 Drainase 4

Kecepatan aliran pada drainase 1 kita ambil 2 cm di bagi dengan waktu yang diperoleh 8 detik. sehingga diperoleh kecepatan (V) =

= = 0.143 m/s

Sumber: Hasil Penelitian - Data Sekunder

Data Sekunder adalah data yang diperoleh dari instansi yang berkaitan dengan suatu penelitian itu. Maka. data yang diperoleh pada penelitian ini hanya data Curah Hujan Harian Maksimum selama 10 Tahun Terakhir dari tahun 2003 s/d 2012 sebagai berikut :

Tabel 4.2 Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum

Sumber : Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nov Des Curah Hujan

Maksimum (Xi) 2003 48.0 26.6 53.0 73.9 38.8 60.0 81.8 69.2 97.6 97.4 57.4 45.9 97.6 2004 74.2 81.0 100.2 34.6 14.6 77.8 42.4 80.7 72.6 67.2 34.6 52.6 100.2 2005 44.3 17.7 21.7 55.6 65.8 57.0 62.9 42.6 70.4 26.9 87.9 54.6 87.9 2006 63.6 36.0 84.8 53.6 63.8 70.0 32.5 46.8 84.3 59.6 46.4 124.8 124.8 2007 37.4 7.0 26.1 85.2 88.2 37.0 47.0 72.6 59.9 67.6 72.0 57.2 88.2 2008 67.4 6.6 20.3 51.5 50.0 11.6 64.0 28.5 52.2 76.0 82.4 36.2 82.4 2009 71.5 53.4 54.7 79.8 115.4 29.3 58.6 56.4 112.5 55.2 26.4 20.6 112.5 2010 58.8 7.4 33.4 41.5 28.5 42.6 59.9 72.4 31.2 40.1 39.8 69.2 72.4 2011 51.8 30.8 69.4 46.0 82.5 34.3 34.6 59.9 53.1 61.4 32.1 65.2 82.5 2012 21.7 30.5 70.4 75.0 81.5 35.0 61.9 32.5 62.2 93.0 44.7 41.1 93

4.2 Analisis Hidrologi

4.2.1 Analisis Frekuensi Curah Hujan Harian Maksimum

Dalam ilmu statistik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang paling banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah :

 Distribusi Normal

Tabel 4.3 Analisis Curah Hujan Distribusi Normal Tahun Curah Hujan (mm)

(Xi) (Xi- (Xi- 2

2003 97.6 3.45 11.90

2004 100.2 6.05 36.60

2005 87.9 -6.25 39.06

2006 124.8 30.65 939.42

2007 88.2 -5.95 35.40

2008 82.4 -11.75 138.06

2009 112.5 18.35 336.72

2010 72.4 -21.75 473.06

2011 82.5 -11.65 135.72

2012 93 -1.15 1.32

Jumlah 941.5 2147.29

94.15

S 15.45

Sumber : Hasil Penelitian

Deviasi Standart. (S) =

=

= 15.45 Perhitungan Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal :

 Untuk T = 2 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (0 x 15.45) = 94.15 mm

 Untuk T = 5 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (0.84 x 15.45) = 107.13 mm

 Untuk T = 10 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (1.28 x 15.45) = 113.93 mm

 Untuk T = 20 Tahun

KT =

= 94.15 + (1.64 x 15.45) = 119.49 mm

 Untuk T = 50 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (2.05 x 15.45) = 125.82 mm

 Untuk T = 100 Tahun

KT =

XT = + (KT x S)

= 94.15 + (2.33 x 15.45) = 130.15 mm

Tabel 4.4 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Normal No Periode Ulang (T)

Tahun KT S

Curah Hujan (XT) mm

1 2 0 94.15 15.45 94.15

2 5 0.84 94.15 15.45 107.13

3 10 1.28 94.15 15.45 113.93

4 20 1.64 94.15 15.45 119.49

5 50 2.05 94.15 15.45 125.82

6 100 2.33 94.15 15.45 130.15

Sumber : Hasil Penelitian

Tabel 4.5 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Normal

Tahun

Curah Hujan (mm)

(Xi)

Log Xi (Log Xi – Log )

(Log Xi – Log )2

2003 97.6 1.99 0.02 0.000427

2004 100.2 2.00 0.03 0.00103

2005 87.9 1.94 -0.02 0.000614

2006 124.8 2.09 0.13 0.016241

2007 88.2 1.95 -0.02 0.000543

2008 82.4 1.92 -0.05 0.002793

2009 112.5 2.05 0.08 0.006786

2010 72.4 1.86 -0.11 0.011889

2011 82.5 1.92 -0.05 0.002737

2012 93 1.97 0 0

Jumlah 941.5 19.69

0.04

94.15 1.97

S 15.45 0.067

Sumber : Hasil Penelitian

Dari data-data di atas didapat. = = 1.97

Deviasi Standart. (S) =

= = 0.067

Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal :

 Untuk T = 2 Tahun

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (0 x 0.067) = 1.97 mm XT = 93.32 mm

 Untuk T = 5 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (0.84 x 0.067) = 2.03mm XT = 106.24 mm

 Untuk T = 10 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (1.28 x 0.067) = 2.05 mm XT = 113.69 mm

 Untuk T = 20 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (1.64 x 0.067) = 2.08 mm XT = 120.75 mm

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (2.05 x 0.067) = 2.10 mm XT = 128.04 mm

 Untuk T = 100 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (2.33 x 0.067) = 2.13 mm XT = 133.69 mm

Tabel 4.6 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Normal

Sumber : Hasil Penelitian No Periode Ulang (T)

Tahun

KT Log

Log XT

S Curah Hujan (XT) (mm)

1 2 0 1.97 1.97 0.067 93.32

2 5 0.84 1.97 2.03 0.067 106.24

3 10 1.28 1.97 2.05 0.067 113.69

4 20 1.64 1.97 2.08 0.067 120.75

5 50 2.05 1.97 2.10 0.067 128.04

 Distribusi Log Person III

Tabel 4.7 Analisa Curah Hujan Distribusi Log Person III

Tahun

Curah Hujan (mm)

(Xi)

Log Xi

(Log Xi – Log )

(Log Xi – Log )2

(Log Xi – Log )3

2003 97.6 1.99 0.02 0.000427 0.000008

2004 100.2 2.00 0.03 0.00103 0.000027

2005 87.9 1.94 -0.02 0.000614 0.000008

2006 124.8 2.09 0.13 0.016241 0.002197

2007 88.2 1.95 -0.02 0.000543 0.000008

2008 82.4 1.92 -0.05 0.002793 -0.00013

2009 112.5 2.05 0.08 0.006786 0.000512

2010 72.4 1.86 -0.11 0.011889 -0.00133

2011 82.5 1.92 -0.05 0.002737 -0.00013

2012 93 1.97 0 0 0

Jumlah 941.5 19.69

0.04 0.001147 94.15 1.97

S 15.45 0.067

Sumber : Hasil Penelitian

Dari data-data di atas didapat :

Nilai rata-rata hitung ( ) = = 1.97

Deviasi Standar (S) = = = 0.067

Koefisien Kemencengan. G =

Analisis Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III :

 Untuk T = 2 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (0.09 x 0.067) = 1.98 mm XT = 94.63 mm

 Untuk T = 5 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (-0.81 x 0.067) = 1.92 mm XT = 82.36 mm

 Untuk T = 10 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (-1.32 x 0.067) = 1.88 mm XT = 76.13 mm

 Untuk T = 20 Tahun

KT =

XT = 121.68 mm

 Untuk T = 50 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (-2.32 x 0.067) = 1.81 mm XT = 65.25 mm

 Untuk T = 100 Tahun

KT =

Log XT = Log + (KT x S)

= 1.97 + (-2.71 x 0.067) = 1.78 mm XT = 61.44 mm

Tabel 4.8 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Log Person III

Sumber : Hasil Penelitian No Periode Ulang (T)

Tahun

K Log

Log XT

Log S

Curah Hujan (XT) (mm)

1 2 0.09 1.97 1.98 0.067 94.63

2 5 -0.81 1.97 1.92 0.067 82.36

3 10 -1.32 1.97 1.88 0.067 76.13

4 20 1.72 1.97 2.08 0.067 121.68

5 50 -2.32 1.97 1.81 0.067 65.25

 Distribusi Gumbel

Tabel 4.9 Analisis Curah Hujan Distribusi Gumbel Tahun Curah Hujan (mm)

(Xi) (Xi- (Xi- 2

2003 97.6 3.45 11.90

2004 100.2 6.05 36.60

2005 87.9 -6.25 39.06

2006 124.8 30.65 939.42

2007 88.2 -5.95 35.40

2008 82.4 -11.75 138.06

2009 112.5 18.35 336.72

2010 72.4 -21.75 473.06

2011 82.5 -11.65 135.72

2012 93 -1.15 1.32

Jumlah 941.5 2147.29

94.15

S 15.45

Sumber : Hasil Penelitian

Dari data-data di atas didapat. = = 94.15

Deviasi Standart. (S) = =

= 15.45 Dari Tabel 2.4 dan 2.5 (Suripin.2004) di peroleh. untuk N=10 Yn = 0.4952

 Untuk T = 2 Tahun YTr = 0.3668

K = = = -0.13

XT = + (K x S) = 94.15 + (-0.13 x 15.45) = 92.14 mm

 Untuk T = 5 Tahun YTr = 1.5004

K = = = 1.06

XT = + (K x S) = 94.15 + (1.06 x 15.45) = 110.53 mm

 Untuk T = 10 Tahun YTr = 2.2510

K = = = 1.84

XT = + (K x S) = 94.15 + (1.84 x 15.45) = 122.56 mm

 Untuk T = 20 tahun YTr = 2.9709

K = = = 2.60

XT = + (K x S) = 94.15 + (2.60 x 15.45) = 134.32 mm

 Untuk T = 50 Tahun YTr = 3.9028

K = = = 3.59

 Untuk T = 100 Tahun

YTr = 4.6012

K = = = 4.32

XT = + (K x S) = 94.15 + (4.32 x 15.45) = 160.95 mm Tabel 4.10 Analisa Curah Hujan Rencana Dengan Distribusi Gumbel No Periode

Ulang (T) Tahun

YTr Yn Sn S K Curah

Hujan (XT) 1 2 0.3668 0.4952 0.9496 94.15 15.45 -0.13 92.14 2 5 1.5004 0.4952 0.9496 94.15 15.45 1.06 110.53 3 10 2.2510 0.4952 0.9496 94.15 15.45 1.84 122.56 4 20 2.9709 0.4952 0.9496 94.15 15.45 2.60 134.32 5 50 3.9028 0.4952 0.9496 94.15 15.45 3.59 149.59 6 100 4.6012 0.4952 0.9496 94.15 15.45 4.31 160.95 Sumber : Hasil Penelitian

Tabel 4.11 Rekapitulasi Analisa Curah Hujan Rencana Maksimum No Periode Ulang (T)

Tahun

Normal Log Normal

Log Person III

Gumbel

1 2 94.15 93.32 94.63 92.14

2 5 107.13 106.24 82.36 110.53

3 10 113.93 113.69 76.13 122.56

4 20 119.49 120.75 121.68 134.32

5 50 125.82 128.04 65.25 149.59

6 100 130.15 133.69 61.44 160.95

Sumber : Hasil Penelitian

Gambar 4.1 Grafik Curah Hujan Maksimum dan Periode Ulang

Sumber : Hasil Penelitian

Dari hasil analisa distribusi frekuensi hujan dengan berbagai metod. maka yang digunakan periode ulang 5 Tahun terlihat bahwa metode distribusi Gumbel Periode ulang 5 Tahun yang paling ekstrim sehingga data inilah yang digunakan untuk analisa berikutnya.

4.2.4 Koefisien Aliran Permukaan

Koefisien Aliran Permukaan (C) adalah koefisien yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan tanah. kemiringan medan. jenis tanah. lamanya hujan di daerah Pengaliran. (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan.Direktorat Jendral Bina Marga)

Tabel 4.12 Koefisien Pengaliran (C)

Kondisi Permukaan Tanah Koefisin Pengaliran (C) 13.Jalan Beton dan Jalan Aspal 0.70-0.95

14.Jalan Kerikil dan Jalan Tanah 0.40-0.70 15.Bahu Jalan :

- Tanah Berbutir Halus - Tanah Berbutir Kasar - Batuan Masif Keras - Batuan Masif Lunak

0.40-0.65 0.10-0.20 0.70-0.85 0.60-0.75

16.Daerah Perkotaan 0.70-0.95

17.Daerah Pinggiran Kota 0.60-0.70

18.Daerah Industri 0.60-0.90

19.Permukiman Padat 0.60-0.80

20.Permukiman Tidak Padat 0.40-0.60

21.Taman dan Kebun 0.20-0.40

22.Persawahan 0.45-0.60

23.Perbukitan 0.70-0.80

24.Pegunungan 0.75-0.90

Sumber : (Petunjuk Desain Drainase Permukaan Jalan.Direktorat Jendral Bina Marga)

Berdasarkan Tabel diatas telah ditentukan nilai dari koefisien limpasan terhadap kondisi karakter permukaannya yaitu berhubung keterbatasan data penggunaan lahan yang tidak saya miliki, maka saya memutuskan untuk menggunakan Koefisien penggunaan lahan = 0,80 (Jalan Beton dan Aspal) di

sesuaikan dengan kondisi penggunaan lahan terbesar di lokasi penelitian. Nilai tersebut di ambil berdasarkan Tabel 4.12

4.3 Debit Banjir Rencana

Aliran pada saluran atau sungai tergantung pada dari berbagai faktor-faktor secara bersamaan. Dalam perencanaan saluran drainase dapat dipakai standar yang telah ditetapkan. baik debit rencana (Periode Ulang) dan cara analisis yang dipakai Dalam kaitannya dengan limpasan. faktor yang berpengaruh secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu:

- Faktor Meteorologi yaitu karateristik hujan seperti intensitas hujan. durasi hujan dan distribusi hujan

- Karateristik DAS meliputi luas dan bentuk DAS. topografi dan tata guna lahan.

Perhitungan debit rencana saluran drainase didaerah perkotaan dapat dilakukan dengan menggunakan rumus rasional. analisis penampang drainase menghitung luas basah dan keliling basah penampang di drainase tersebut. dan menganalisis volume penampang dengan Persamaan Manning. selanjutnya menghitung debit saluran yang terjadi. Tabel berikut ini menyajikan standar desain saluran drainase berdasarkan Pedoman Drainase Perkotaan dan Standar Desain Teknis.

Table 4.13 Kriteria desain Hidrologi Sistem Drainase perkotaan. Luas DAS (ha) Periode Ulang

(tahun)

Metode Perhitungan Debit Banjir

< 10 2 Rasional

10 – 100 2 – 5 Rasional

101 – 500 5 – 20 Rasional

> 500 10 – 25 Hidrograf satuan ( Suripin. Sistem Drainase yang berkelanjutan : 241)

Debit banjir rencana dihitung dengan menggunakan metode rasional dengan faktor parameternya antara lain koefisien limpasan, intensitas hujan daerah dan luas catchment area.

Tabel 4.12 Data Hidrologi Penampang Saluran 1 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Data Notasi Satuan Saluran Sekunder

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

2 Luas Catchment Area A Km² 1,346

3 Panjang Aliran L Km 0,817

4 Curah Hujan Rencana R mm/hari 110,53

5 Koef.Limpasan Rata - rata C 0,8

6 Slope/Kemiringan Saluran S 0,001

1. Waktu konsentrasi hujan (tc) dihitung dengan menggunakan rumus tc = to + td

dimana,

to =

to = 264,493 menit

• td = menit

td =

td = 54,467 menit

• tc = 264,493 + 54,467 = 318,959 menit 2. Intensitas Hujan menggunakan rumus Mononobe

Apabila data hujan jangka pendek tidak tersedia, yang ada hanya data hujan harian, maka intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus Mononobe, sbb :

I =

=

=

12,580 mm/ jam

3. Debit banjir rencana dihitung dengan menggunakan Metode Rasional, yaitu :

QP = 0,278C.I.A

= 0,278 x 0,8 x 12,580 x 1,346 = 3,766 m3/det

Tabel 4.13 Data Hidrologi Penampang Saluran 2 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Data Notasi Satuan Saluran Sekunder

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

2 Luas Catchment Area A Km² 1,346

3 Panjang Aliran L Km 0,817

4 Curah Hujan Rencana R mm/hari 110,53

5 Koef.Limpasan Rata - rata C 0,8

6 Slope/Kemiringan Saluran S 0,001

7 Waktu Konsentrasi Tc Menit 329,334

8 Intensitas Hujan I mm/jam 12,314

9 Debit Banjir Rencana Qp m³/det 3,686

Tabel 4.14 Data Hidrologi Penampang Saluran 3 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Data Notasi Satuan Saluran Sekunder

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

2 Luas Catchment Area A Km² 1,346

3 Panjang Aliran L Km 0,817

4 Curah Hujan Rencana R mm/hari 110,53

5 Koef.Limpasan Rata - rata C 0,8

6 Slope/Kemiringan Saluran S 0,001

7 Waktu Konsentrasi Tc Menit 346,521

8 Intensitas Hujan I mm/jam 11,904

Tabel 4.15 Data Hidrologi Penampang Saluran 4 Drainase Kecamatan Medan Sunggal Depan Makro

No Data Notasi Satuan Saluran Sekunder

Hidrologi

1 Periode Ulang 5

2 Luas Catchment Area A Km² 1,346

3 Panjang Aliran L Km 0,817

4 Curah Hujan Rencana R mm/hari 110,53

5 Koef.Limpasan Rata - rata C 0,8

6 Slope/Kemiringan Saluran S 0,001

7 Waktu Konsentrasi Tc Menit 359,714

8 Intensitas Hujan I mm/jam 11,611

Luas Penampang (A) = (1,0 + (0,57x0.90)) x 0.90 Luas Penampang (A) = 1,362 m2

b. Keliling Basah (P) = B + 2h Keliling Basah (P) = 1,0 + 2(0,90) Keliling Basah (P) = 3,421 m

c. Jari-jari Hidrolis (R) = = = 0,398 m

d. Kecepatan Aliran (V) = Kecepatan Aliran (V) =

Kecepatan Aliran (V) = 0,855 m/detik e. Tinggi Jagaan (Freeboard) = 25% x H

Tinggi Jagaan (Freeboard) = 25% x 1,5 Tinggi Jagaan (Freeboard) = 0,375 m f. Debit Saluran (Q) = A x V

Debit Saluran (Q) = 1,362 m2 x 0,855 m/detik Debit Saluran (Q) = 1,165 m3/detik

Tabel 4.20 Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal Depan

Makro No

Lokasi saluran Q ada Max Qp rencana

Keterangan Drainase ( m³/det ) ( m³/det )

1 Saluran Drainase 1 3,125 3,766 Tidak Memenuhi 2 Saluran Drainase 2 1,165 3,686 Tidak Memenuhi 3 Saluran Drainase 3 1,165 3,563 Tidak Memenuhi 4 Saluran Drainase 4 1,165 3,476 Tidak Memenuhi Sumber : Hasil Penelitian

Dari hasil evaluasi perhitungan diatas untuk debit banjir rencana ( QP) untuk periode ulang 5 tahun didapatkan seluruh saluran drainasenya tidak dapat menampung air dalam saluran. Untuk itu perlu dilakukan perubahan dimensi penampang pada seluruh drainase tersebut sehingga saluran tersebut dapat menampung air dalam saluran, untuk menampung air hujan sehingga kawasan tersebut tidak lagi banjir. Selain penambahan dimensi drainase tersebut ada beberapa factor lain yang menyebabkan banjir, yaitu adanya sedimen yang menumpuk di dalam drainase, kemusian sampah masyarakat yang di buang ke dalam drainase tersebut. Oleh sebab itu, drainase tersebut harus di benahi ulang.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.2 Kesimpulan

Dari hasil studi identifikasi penanggulangan banjir dan rencana desain drainase maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam Perhitungan Probabilitas Hujan Maksimum yang penulis gunakan pada studi identifikasi penanggulangan banjir adalah Analisa frekuensi curah hujan Metode Distribusi Gumbel.

2. Dari analisa frekuensi curah hujan berdasarkan empat jenis distribusi dengan periode ulang 5 Tahun diperoleh nilai curah hujan seperti berikut :

• Distribusi Normal R24 = 107,13 mm • Distribusi Log Normal R24 = 106,24 mm • Distribusi Log Person III R24 = 82,36 mm • Distribusi Gumbel R24 = 110,53 mm

3. Dari Tabel 4.20 Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana, diperoleh

No

Lokasi saluran Q ada Max Qp rencana

Keterangan Drainase ( m³/det ) ( m³/det )

1 Saluran Drainase 1 3,125 3,766 Tidak Memenuhi 2 Saluran Drainase 2 1,165 3,686 Tidak Memenuhi 3 Saluran Drainase 3 1,165 3,563 Tidak Memenuhi 4 Saluran Drainase 4 1,165 3,476 Tidak Memenuhi Sumber : Hasil Penelitian

4. Hasil Evaluasi Debit Saluran dengan Debit Rencana Saluran Drainase Periode Ulang 5 Tahun yang di tinjau pada Kecamatan Medan Sunggal

Depan Makro, dengan debit rencana di peroleh hasil Q ada Max ≤ Qp rencana, maka dapat di tarik kesimpulan bahwa drainase tersebut tidak dapat lagi menampung air hujan pada kawasan tersebut sehingga di perlukan penambahan dimensi ulang pada drainase tersebut agar drainase itu dapat dan mampu menampung air hujan dengan baik sehingga tidak lagi menimbulkan banjir di kawasan tersebut.

5. Dari pengamatan dan analisa yang dilakukan penyebab terjadinya banjir selain tidak mampu lagi drainase menampung air hujan di karenakan dimensi drainase tidak baik adalah sedimen dan tumpukan sampah pada saluran, bukaan / lubang sisi-sisi jalan yang berada di sepanjang jalan menuju ke saluran (Street Inlet) yang tidak terawat dengan baik sehingga menyulitkan air untuk mengalir dari jalan ke saluran yang ada.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil studi identifikasi penanggulangan banjir dan rencana desain drainase di Jalan Gatot Subroto Depan Makro, Kecamatan Medan Sunggal, penulis mencoba mengemukakan beberapa saran bagi perawatan dan

pemeliharaan saluran drainase tersebut :

1. Memperbaiki saluran yang ada agar berfungsi secara optimal

2. Membersihkan saluran draianase dari sampah dan pasir sehingga dapat mengalirkan air dengan maksimal

3. Memperbaiki dan membersihkan lubang/bukaan di sisi jalan (Street Inlet) agar dapat mengalirkan limpasan ait hujan ke saluran dengan maksimal 4. Membuat system dan tempat pembuangan sampah yang efektif untuk

5. Perlunya kesadaran penduduk untuk ikut memelihara saluran drainase yang ada dengan cara tidak membuang sampah pada saluran drainase yang ada.

DAFTAR PUSTAKA

Subarkah Imam, Ir. 1978. Hidrologi Untuk Perencanaan Bangunan Air. Idea Dharma, Bandung

M.Eng, Suripin Ir. Dr, 2003. Sistim Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. ANDI Offset, Yogyakarta

DEA, CES, Bambang Triatmodjo.Ir.Dr.Prof, 1995. Hidrolika II. BETA Offset, Yogyakarta

Sucipto dan Agung Sutarto, 2007. Analisis Kapasitas Tampungan Sistem Drainase Kali Beringin Untuk Pengendalian Banjir. Jurnal Universitas Negeri Semarang

Wesli, 2008, Drainase Perkotaan, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta

Th.Dwiarti Wismarini dan Dewi Handayani Untari Ningsih, 2010. Analisis Sistem Drainase Kota Semarang Berbasis GIS dalam membantu Pengambilan Keputusan bagi Penanganan Banjir. Jurnal Stikubank Semarang

Linsley, R.K. 1989. Hidrologi untuk Insinyur. Edisi ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Zulkarnaen, I., 2012, Evaluasi Sistem Drainase di Kawasan Jalan Bungan Kenanga Kelurahan Padang Bulan Selayang II Kecamatan Medan Selayang. Tugas Akhir, Program Strata 1 Teknik Sipil .USU,Medan

Haryono,S., 1999. Drainase Perkotaan. PT. Mediatama Suptakarya, Jakarta CD Soemarto., 1997, Hidrologi Teknik, Penerbit Usaha Nasional, Surabaya.